第1章模拟电子技术基础(第4版)课后习题答案(周良权).doc

模拟电子技术基础第4版习题解答第1章 半导体二极管及其基本应用电路一、填空题 11 在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于 ，而少数载流子的浓度则与 有很大关系。 12 在N型半导体中，多子是 ，少子是 ；在P型半导体中，多子是 ，少子是 。 13二极管具有 性；当 时，二极管呈 状态；当 时，二极管呈 状态。 14 2APl2型二极管是由半导体材料 制成的；2CZ52A型二极管是由半导体材料 制成的。 15在桥式整流电路中接入电容C(与负载并联)滤波后，输出电压较未加C时 ，二极管的导通角 ，输出电压随输出电流的增大而 。二、选择正确答案填空(只需选填英文字母) 16二极管正向电压从07 V增大15时，流过的电流增大 (a15；b大于15；c小于15)。 17当温度升高后，二极管的正向压降将 ，反向电流将 (a增大；b减小；c不变)。 18利用二极管的 组成整流电路(a1正向特性；b1单向导电性；c1反向击穿特性)。稳压二极管工作在 状态下，能够稳定电压(a2正向导通；b2反向截止；c2反向击穿)。三、判断下列说法是否正确(用或号表示)19在N型半导体中，掺入高浓度的三价杂质，可以改型为P型半导体。( ) 110 PN结的伏安特性方程可以描述PN结的正向特性和反向特性，也可以描述其反向击穿特性。( ) 111 在桥式整流电路中，如用交流电压表测出变压器二次侧的交流电压为40 V，则在纯电阻负载两端用直流电压表测出的电压值约为36 V。( ) 112光电二极管是受光器件，能将光信号转换为电信号。( )解答：1.1 杂质浓度 温度1.2 电子 空穴 空穴 电子1.3 单向导电性 正向偏置 导通 反向偏置 截止1.4 N型锗材料 N型硅材料1.5 增大 减小 减小1.6 （b）1.7 （b） （a）1.8 （b1） （c2）1.9 （）1.10 （）1.11 （）1.12 （）113某硅二极管在室温下的反向饱和电流为A，求外加正向电压为02 V、04 V时二极管的直流电阻RD。和交流电阻rd。(提示：二极管的直流电阻RD=UD/ID；交流电阻。)1.13解答：0.2 V时，0.4 V时，则直流电阻(0.2 V时)(0.4 V时)交流电阻 (0.2 V时) (0.4 V时)从上计算结果，说明该二极管在0.2 V时在阈值电压以下，而0.4 V在阈值电压以上，正常工作状态。114用万用表的Rxl0挡和Rxl00挡分别测量同一个二极管的正向电阻，试分析两次测试结果是否相同。若不同，哪一次测得的结果大?(提示：用Rxl00挡时表内等效内阻约为用Rxl0挡时表内等效电阻的10倍。)1.14解答： 用万用表的不同量程去测量二极管的正向电阻，由于表的内阻不同，使流过管子的电流大小不同，也就是工作点的位置不同（参见图题解1.14），故测出的正向电阻（直流电阻）将不同。因为RD=UD/ID=1/tan a，而用R10挡测量时，由于其内阻小，使流过管子的电流大，其工作点如图题解1.14中的Q1；用R100挡测量时，其工作点如图题解1.14中的Q2；而a1a2，故用R100挡测出的电阻大。图题解1.14115试判断图题115电路中二极管是导通还是截止。并分别求出各电路中A、O两端电压UAO。设二极管是理想器件。1.15解答：图（a）：二极管D导通，UAO= 4 V图（b）：二极管D1导通、D2截止，UAO 0 V图（c）：二极管D1截止、D2导通，UAO 6 V116试估算图题116各电路中流过二极管的电流ID。和A点的电位。设二极管的正向压降为07 V。1.16解答：图（a）：二极管导通，UA=0.7 V，ID=(10 V0.7 V)/3 kW0.7 V/1 kW=2.4 mA图（b）：二极管导通，UA6.7 V，ID=(10 V6.7 V)/0.5 kW6.7 V/2 kW=3.25 mA图（c）：先将10 V电源和R1、R2这部分利用戴维南定理等效化简，如图题解1.16（c）所示，即图题解1.16（c）117二极管电路如图题117所示，已知ui=5sin 3140t mV，VDD=4 V，R=1 k，试求二极管两端的电压uD及流过二极管的电流iD。(提示：电容C对直流不通，对交流ui可通。)1.17解答：（1）静态分析令ui=0 V，用恒压降模型求得UDQ=0.7 VIDQ=(40.7) V/1 kW=3.3 mA（2）动态分析rd=26 mV/3.3 mA8 WDuD=ui=5 sin 3 140t mVDiD=5sin 3 140t mV/8 W=0.625 sin 3 140 t mA（3）总电压、电流uD=UDQ+DuD=(0.7+0.005 sin 3 140 t) ViD=IDQ+DiD=(3.3+0.625 sin 3 140 t) mA1.18二极管电路如图题1.18所示，已知电源，试分别使用二极管理想模型和恒压降模型(UF=07 V)分析，绘出负载电阻RL两端电压uo的波形，并标出幅值。1.18解答：负载电阻RL两端的电压uO=u2UF=1.5 sin wt V0.7 V当使用二极管理想模型分析时，其波形如图题解1.18（a）所示；当使用二极管恒压降模型分析时，其波形如图题解1.18（b）所示。图题解1.181.19在图题119所示桥式整流电容滤波电路中，已知RL=50 ，c=1 000 F。 (1)用交流电压表测得u2=20 V，用直流电压表测得RL两端的电压uO为：uO=28 V，uO=18 V，uO=24 V，uO=9 V，试分析该电路分别处于何种情况下测出。 (2)当桥式整流电路中任一个二极管出现下列情况：短路，开路，接反，试分析各会出现什么情况和危害。1.19解答：（1） 负载RL断路； 电容断路； 正常工作； 电容断路且其中一个二极管断路。（2） 造成电源变压器二次侧短路，使变压器及和短路相通的二极管烧坏； 构成了半波整流电容滤波电路； 情况同。120 已知一桥式整流电容滤波电路的交流电源电压U1=220 V，f=50 Hz，负载电阻RL=40，要求输出直流电压为24 V，纹波较小。(1)求选择整流管的参数要求；(2)选择滤波电容(容量和耐压)；(3)确定电源变压器二次绕组的电压和电流。1.20解答：（1）确定选择整流管的参数要求电源变压器二次绕组电压有效值 U2=UO/1.2=24 V/1.2=20 V二极管承受的最大反向电压 流过二极管的平均电流 所选整流二极管的最大整流电流需IFID整流二极管的最高反向工作电压需URMUDRM（2）选择滤波电容的电容量电容的耐压选择电解电容1 000 mF/50 V（3）确定变压器二次绕组的电压 U2=20 V变压器二次绕组的电流 I2=(1.52)IO=2 IO=224 V/40 W=1.2 A1.21在图题121所示的限幅电路中，已知输入信号为V，试画出输出电压uo的波形。设二极管为理想器件。1.21解答：图题1.21所示电路的uO波形如图题解1.21(a)、(b)、(c)、(d)所示。(b)(a)图题解1.21122在图题122所示电路中，设V，硅稳压二极管DZ的稳定电压为8 V，试近似画出uo的波形。1.22解答：uO的波形如图题解1.22所示。图题解1.22123 已知两只硅稳压二极管的稳定电压值分别为8 V和75 V，若将它们串联使用，问能获得几组不同的稳定电压值?1.23解答：可获得四组不同的稳定电压值，分别是：15.5 V（两个稳压管均反向偏置）1.4 V（两个稳压管均正向偏置）8.7 V（8 V稳压管反偏，7.5 V稳压管正偏）8.2 V（8 V稳压管正偏，7.5 V稳压管反偏）1.24图题124所示电路中稳压二极管为2CW7B，它的稳定电流为10 mA，稳定电压值为5 V，额定功耗为200 mW。试问：若电源电压UO在1830 V范围内变化，输出电压UO是否基本不变?稳压二极管是否安全?1.24解答：稳压管允许的最大工作电流 IZmax=200 mW/5 V=40 mA当US=18 V时，稳压管的工作电流 IZ=(185) V/1 kW=13 mA可见IZmin(10 mA)IZ(13 mA)IZmax(40 mA)当US=30 V时，稳压管的工作电流IZ=(305) V/ 1 kW=25 mA可见同样IZminIZIZmax因而能实现UO基本不变，稳压管能安全工作。125为什么发光二极管必须正向偏置，而光电二极管却要反向偏置?1.25解答：发光二极管的工作原理是载流子通过PN结时产生复合，释放的能量转换为光能，故只有处于正向偏置，才能使较多的空穴与电子在空间电荷区中相遇